2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Какие плюсы и минусы солнечных панелей

Как выбрать солнечные батареи для отопления дома

Солнечные батареи как источник энергии работают на основе поглощения и преобразования солнечного света некоторыми кристаллами. Эти кристаллы обладают свойствами полупроводников – в них области с избытком и недостатком электронов физически разделены так называемым p-n переходом. Без внешнего воздействия электроны р-зоны не переходят через запирающий слой. Но световые фотоны несут энергию, которая срывает внешние электроны атома с орбиты и дает им возможность попасть в n-зону. Таким образом, энергия фотонов, из которых состоит световой луч, в толще покрытия панели приводит к возникновению разности потенциалов, а это причина возникновения электрического тока.

Содержание

Солнечные батареи – эффективный и бюджетный источник тепла

Достаточно внести в конструкцию электроды, и ток сможет свободно течь и питать электроприборы, или, если подключить аккумуляторные батареи, накапливать электроэнергию в них.

Конструкция солнечной панели

Исторически сложилось, что из всех известных кристаллических полупроводников для производства солнечных панелей чаще всего используют кремний. Во-первых, это очень распространенный элемент. Во-вторых, именно его издавна используют в микроэлектронике, и технологии выращивания кристаллов кремния хорошо отработаны. Солнечная панель в разрезе можно представить в виде пирога, где нижний слой – металлическая пластина, работающая как отрицательный электрод (катод), затем кремний n-типа, вплотную к нему пластина кремния р-типа, затем имеющий решетчатую структуру положительный электрод (анод) и защитное стекло.

Виды солнечных батарей

Сила тока, сгенерированная световой панелью, зависит от ряда факторов. Это освещенность, от нее зависит количество работающих фотонов.

Монокристаллическая солнечная батарея

Площадь поверхности, чем она больше, тем больше поглощенной энергии. Коэффициент полезного действия – очень важная величина, и зависит она от свойств кристаллов, используемых в панели. В продаже имеются солнечные панели на основе:

  • монокристаллического
  • поликристаллического
  • аморфного кремния

Поликристаллическая солнечная батарея

Различить их можно по внешнему виду. Монокристаллические панели почти черные, поликристаллические синеватые. Панели из аморфного кремния серые, и очень тонкие, их можно согнуть.

Солнечная батарея на основе аморфного кремния

Их использование целесообразно лишь в районах, где преобладает пасмурная погода, в этих условиях они демонстрируют лучшие показатели, чем другие виды солнечных панелей.

Как работает солнечная установка

Cолнечные батареи для отопления дома работают как источник электрической энергии, непосредственно тепла они не выделяют. Ток, который получают от батареи, дает возможность запитать электрокалориферы, инфракрасные источники тепла. Как правило, все потребители работают от сети переменного тока, а фотоэлементы солнечных панелей поставляют постоянный ток. Чтобы решить эту проблему, все солнечные батареи для отопления доукомплектовываются инвертором, который преобразовывает постоянное напряжение в переменное. Кроме этого, для успешной зарядки аккумуляторов, которые включаются в цепь для обеспечения ночного питания, нужен контроллер. Схема работы такова: в солнечное время постоянный ток, поступающий от солнечных панелей, преобразовывается инвертором в переменный и поступает к потребителям с напряжением 220 вольт. В ночное время батареи не работают, и источником питания становится аккумулятор, который так же подключен к инвертору.

Плюсы и минусы солнечных батарей

Желание иметь независимый от централизованного снабжения источник энергии есть у многих. Для того, чтобы ясно представить себе картину использования Солнца в качестве альтернативы, нужно хорошо уяснить все плюсы и минусы такой батареи для отопления дома.

Подготавливаетесь к зиме и нужно утепляться? Читайте у нас, как утеплить старое деревянное окно здесь.

Делаем отопление в доме. Подробнее про то, как делается разводка труб отопления в доме смотрим под ссылкой: http://prootoplenie.com/sistemy-otopleniya/chastnyjj-dom/delaem-razvodku-otopleniya-v-chastnom-d.html

Несомненные плюсы:

  • Независимое электро- и теплоснабжение. Даже в населенных пунктах с развитой инфраструктурой необходимо снизить зависимость от общих электрических сетей. В отдалении от цивилизации иметь солнечные батареи, позволяющие освещать и обогревать дом, особенно ценно.
  • Источник бесплатной электроэнергии. Тарифы на электричество постоянно поднимаются, а использование собственного источника энергии дает возможность сэкономить.
  • Долговечность работы. Срок службы солнечных панелей около 40 лет. Со временем КПД панели должен уменьшиться.
  • Экологичность выработки энергии, при ее производстве нет вредных выбросов в атмосферу.
Читать еще:  Заклинание Чарли

Минусы установки солнечных батарей: Высокая стоимость самих солнечных панелей и сопутствующего оборудования. Стоит рассчитать период окупаемости установки и сравнить его со сроком ее службы. Со временем альтернативная энергетика станет доступнее, и этот минус сойдет на нет. Мощная установка, которая способна обеспечить потребности отопительных приборов, требует большой площади поверхности. С одного квадратного метра площади в условиях полной освещенности можно получить до 120 Втт электроэнергии. Расчет показывает, что для освещения и отопления дома требуется не меньше 20 квадратных метров.

Стоимость солнечной батареи

Стоимость складывается из цены всех панелей, которые будут включены в установку, и стоимости оборудования. Это аккумулятор, контроллер, препятствующий перезаряду аккумулятора. Кроме этого, понадобится инвертор для преобразования постоянного тока в переменный и реле для переключения режимов.

Солнечные коллекторы

Непосредственно в тепло преобразовывают солнечную энергию так называемые коллекторы. Они имеют нагревательные элементы, внутри которых циркулирует жидкость. Через контур теплообменника энергия передается рабочей жидкости, которая аккумулируется в баке.

Система отопления на основе солнечного коллектора вакуумного типа

Такие системы отопления уже широко используются в мире. Разработаны два типа коллекторов, плоский и вакуумный. Для использования в зимнее время стоит выбрать вакуумный коллектор, он надежнее сохраняет тепло. Но и плоского коллектора есть преимущество, он обладает большой прочностью и надежностью.

Выбор солнечной батареи

Выбор делают, исходя из экономической целесообразности использования батареи того или иного типа в конкретной местности. В районах с мягким климатом, где нередки пасмурные дни, эффективность солнечных панелей для отопления будет низка. Солнечные коллекторы, напротив, все же смогут аккумулировать достаточно тепла. Там, где ясная погода не редкость, и солнечные панели обеспечат достаточное количество электроэнергии.

Установка солнечной батареи

Существует несколько правил, которые нужно неукоснительно соблюдать.

Не знаешь где купить купить радиаторы для отопления? Статья расскажет, где это сделать, читай тут.

Монтаж солнечных батарей

  • Место для солнечных панелей не должно затеняться.
  • К солнечным батареям должен быть обеспечен легкий доступ для мытья и уборки снега.
  • Батареи устанавливаются в наклон. Оптимальный угол наклона в северном полушарии – угол, равный географической широте местности.
  • Батареи ориентируют строго на юг.
  • Монтаж производят на стены зданий, на крыши, на опоры, установленные на земле. В этом случае необходимо предусмотреть достаточное расстояние между панелями, чтобы они не затеняли друг друга. Алюминиевые рамки панелей имеют отверстия для крепежа, и для установки панелей не нужна особая оснастка.

к меню ↑

Солнечная батарея – перспективный и доступный вид альтернативной энергетики. С ее помощью можно заметно сэкономить на электроэнергии и тепле, если принимать в расчет долгое время эксплуатации установки.

Смотрите видео о солнечных батареях для отопления:

В данном видео вы сможете подробнее ознакомиться с особенностями солнечных батарей.

Ложка дегтя в бочке с солнечными батареями

Дата публикации: 26 ноября 2013

О плюсах использования солнечных батарей «трубят» повсеместно. Использование альтернативных источников энергии позволяет заботиться о чистоте окружающей среды, не переживать о том, что запасы угля, нефти и других видов природного топлива в скором времени истощатся, позволяет экономить денежные средства и получать бесплатную энергию – таковы плюсы использования солнечной энергии. Но сегодня речь пойдет об обратной стороне медали, ведь тема статьи – минусы солнечных батарей.

Недостатков у солнечных панелей крайне мало, но для кого-то они могут показаться очень весомыми и «отбить» желание их приобретать. Но не стоит забывать, что достоинств у СБ значительно больше, и при правильных расчетах и установке избежать некоторых отрицательных моментов достаточно просто. Давайте разбираться более подробно.

Основные недостатки солнечных панелей

  1. Низкая эффективность СБ в пасмурную погоду.
  2. Сложность использования в регионах с большим количеством осадков, в частности снега.
  3. Высокая стоимость и, как следствие, длительный период окупаемости батарей.
  4. Необходимость больших площадей для установки панелей.
  5. Солнечные панели генерируют лишь постоянный ток, поэтому для получения переменного тока потребуются дополнительные устройства.
  6. Энергия вырабатывается лишь в течение светового дня и для ее накопления необходимо будет приобрести аккумуляторы.
Читать еще:  Был ли национализм в СССР

Теперь вы знаете о тех сложностях, с которыми Вам придется столкнуть, если Вы остановите свой выбор на солнечных батареях. Но поверьте, не все так безнадежно, как может показаться на первый взгляд. Как мы уже писали выше, многие проблемы можно устранить, главное — знать как. Этому и посвящен следующий раздел.

Как избежать возможных трудностей?

Эффективность солнечных батарей, конечно, оставляет желать лучшего, особенно, это заметно в пасмурную погоду, к примеру, в Москве, Санкт-Петербурге и других городах, в которых количество дождливых и облачных дней достаточно большое. Но если тщательно изучить рынок солнечных панелей, а точнее материалы, из которых их производят, мы узнаем, что поликристаллические батареи хорошо поглощают не только прямые солнечные лучи, но и рассеянный свет. А для ультрафиолетового излучения, необходимого для работы солнечных панелей, облака не будут препятствием. Поэтому чтобы получать максимальную эффективность даже в пасмурную погоду, стоит обратить внимание именно на кремниевые поликристаллические батареи. Это, конечно, полностью не решит проблему, но в какой-то степени сможет снизить ее негативное влияние.

Следующий вопрос – это обилие снега. Хотя этот недостаток сложно считать минусом, ведь с одной стороны у него есть и положительная сторона. В снежную погоду количество отраженного света увеличивается, следовательно, увеличивается и эффективность батарей при условии, что у Вас установлены фотоэлементы из поликристаллического кремния. Отрицательная же сторона – это необходимость очищать батареи от снега. Помочь в этом вопросе сможет правильная установка панелей.

Самый главный недостаток – высокая стоимость. В этом потребителям солнечной энергии помогут лишь ученые, а точнее их разработки. Использование более совершенных материалов вкупе с уменьшением их стоимости сможет устранить этот минус. Но нам всем придется подождать. Будем надеяться, что в ближайшем будущем решить эту проблему все-таки удастся. В противном случае, эффективность СБ будет заметна лишь для загородных домов и в регионах, где центральное электроснабжение отсутствует.

Для достаточного количества вырабатываемой энергии потребуются панели большой площади, что может быть препятствием при ограниченном пространстве. Тут следует помнить, что сравнивая тонкопленочные и кремниевые панели, лучше остановить свой выбор на последних. Ведь тонкопленочные требуют гораздо больших площадей в сравнении с панелями из кремния.

Мы рассмотрели основные минусы СБ, и вкратце раскрыли их плюсы. Но все в этой жизни меняется, и вполне возможно, что завтра количество недостатков солнечных батарей уменьшится. В любом случае, выбирать Вам – использовать или нет.

Статью подготовила Абдуллина Регина

Как работает СБ в пасмурную погоду узнаем из видео:

Утверждение про более эффективную работу поликристаллических панелей при рассеянном свете — довольно спорное. Есть данные, как подтверждающие, так и опровергающие этот тезис. Эффективность больше зависит не от типа кристалла, а от качества изготовления солнечных элементов.

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Достоинства и недостатки солнечных батарей.

В настоящее время солнечные батарейки обладают плюсами и минусами, делающими их особенно популярными и востребованными. Очевидно, что данные источники энергии являются наиболее перспективными, в ближайшем будущем можно будет убедиться в этом. Так, что такого хорошего и интересного в солнечной энергии, что позволяет смело говорить о преимуществах использования батарей, как в домашних условиях, так и в крупных компаниях? В статье будут освещены их явные достоинства, также, раскрыты недостатки, о которых предпочитают умалчивать производители.

Достоинства батарей.

Самым первым плюсом, говорящим в пользу данного энергетического источника, является неиссякаемость и доступность в любом месте. Известно, что солнце присутствует пойти в любой точке земли, в ближайший период не намерено исчезать. Даже если оно однажды пропадет, человечество будет волновать совершенно другой вопрос, об электроэнергии никто не станет даже думать.
Следующее достоинство заключается в экологичности батарей. Любой человек, неравнодушный к здоровью планеты, конечно же, посчитает своим долгом купить именно экологичные энергетические источники. Многие останавливаются на ветряках или тех самых солнечных панелях, однако, здесь ситуация обстоит подобно как с электромобилями. Батареи являются экологичными, но есть один отрицательный нюанс: в процессе их производства, также, производства аккумуляторов, электростанций, разнообразных проводников, употребляются токсичные вредные вещества, могущие загрязнить среду. В сравнении с ветряками солнечные панели гораздо тише, не издают особых звуков, что предоставляет удобства в момент использования.

Батареи изнашиваются медленно, потому как, не располагают подвижными частями, конечно, если не используются специальные приводы, поворачивающие элементы в сторону энергетического источника. Однако, при наличии такой системы панели способны прослужить на протяжении двадцати пяти лет и более. Лишь по окончанию данного срока, при хорошем качестве батарей, начинает понижаться КПД, необходима замена на новый вариант. Кто может предположить, какие именно технологические новшества будут изобретены через четверть столетия? Может сложиться так, что следующих батарей хватит надолго, до конца жизни.

Читать еще:  Как продвигать одностраничный сайт в seo

Для пользователя установка подобного энергетического источника надежна – нет опасений, что однажды поставщик отрежет энергоснабжение по техническим причинам. Это позволяет чувствовать себя уверенно, ведь система подачи электроэнергии никогда не иссякнет. Также, не возникнут затруднения с резким увеличением цен или транспортировкой энергии.

Когда окупится энергетическая электростанция, в доме будет, практически, бесплатная энергия. Естественно, за определенное время необходимо покрыть первоначальные вложения.

Следующее преимущество данных электростанций — это наличие возможности наращивания и здесь вопрос будет стоять только в доступности нужной площади. Модульность солнечных батарей дает возможность, если понадобиться, беспрепятственно повышать мощность системы. Для этого следует добавить новые панели и запитать в систему. Надо сказать, что такие преимущества перекрываются серьезной проблемой: необходимо искать и готовить большие площади. Большие площади означает квадратные километры солнечных элементов.

Солнечной панели не нужна подпитка, это означает, что человек не зависит от изменения стоимости топлива, его поставок. Еще, плюсы батарей состоят в беспрерывной и стабильной подаче энергии.

Минусы солнечных батарей.

Несмотря на множество плюсов батарей, имеют место и многочисленные недостатки, которые следует знать, прежне чем выбрать источник энергии. Очень важно понимать ситуацию, минусы до совершения покупки, чтобы впоследствии быть приготовленным к разным обстоятельствам. Есть причины, согласно которым солнечные панели применяют в качестве вспомогательного источника, не основного.


Главным недостатком считается необходимость первых инвестиций, достаточно больших. В условиях подключения к простой центральной электросети подобные расходы не нужны. Кроме того, период окупаемости вкладов в солнечные батареи размытый, потому как, многое зависит от случайных факторов, не зависящих от потребителя.

Еще можно отметить незначительный уровень КПД. Квадратный метр батареи, имеющей среднюю производительность, выдает только 120 Вт, и этого не хватит даже для нормальной работы за лэптопом. В случае с солнечными панелями имеет место намного меньший КПД, если сравнить с обычными энергетическими источниками — приблизительно 14-15%. Но такой изъян условный, потому как, новоизобретенные технологии не перестают увеличивать данный показатель, присутствует постоянный прогресс. Сегодня выжимается максимум энергоэффективности из площадей.

В государствах СНГ эти батареи являются достаточно дорогостоящими, в некоторых обстоятельствах считаются роскошью. Причина в том, что власти не особо поддерживают покупку источников энергии, не пытаются мотивировать и поддержать стремление граждан к, так называемой, «зеленой» энергии. За рубежом совсем иная ситуация, намного лучше, например, Соединенные Штаты заинтересованы в переменах в виде перехода на экологически чистые энергетические источники.


Имеется еще заметный минус — плодотворность работы зависит от погоды и климатических условий. К примеру, эффективность солнечных батарей может существенно снизиться в период тумана или пасмурной погоды. При наличии низкой температуры, зимой, КПД падает, если еще используется некачественная панель, даже в условиях повышенной температуры понижается. По этой причине следует поддерживать батареи главными энергетическими источниками или практиковать гибридные варианты. Что еще представляет важность, это то, что солнечные панели способны функционировать по-разному в различных местах планеты. Другая местность – другое количество энергии потребляется, что позволяет сделать конкретные выводы. Плодотворность солнечной системы зависит от местоположения дома, времени суток — ночью солнце отсутствует, значит энергия не вырабатывается.

Батареи нельзя использовать в качестве энергетического источника для техники, потребляющей большое количество мощности.

Система снабжения энергией от солнца предполагает вмешательства множества вспомогательных устройств. Это, например, аккумуляторы, накапливающие энергию, инверторы, еще требуется помещение, специально предназначенное для установки всей системы. Никель-кадмиевые приборы теряют мощность, если температура показывает ниже нуля.

Чтобы получить максимальную мощность от солнца, требуются платформы больших размеров. В случае с солнечной электростанцией промышленного масштаба понадобятся квадратные километры. Если панели просто используются в быту, подобные территории не нужны, однако, следует учесть надобность расширятся в будущем. Надеемся, подробное описание достоинств и недостатков солнечных батарей, поможет выбрать подходящий вариант.

Источники:

http://prootoplenie.com/otopitelnoe-oborudovanie/batarei-radiatory/solnechnye-batarei.html
http://altenergiya.ru/sun/minusy-solnechnyh-batarej.html
http://ekobatarei.ru/vidy/dostoinstva-i-nedostatki-solnechnyx-batarej

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector